(57)【要約】【課題】  船外機の操舵機構において、駆動用シリンダと船外機との連結機構をシンプル化し、そのガタツキを低減するとともに、メンテナンス作業を容易にする。【解決手段】  船外機２とともに回動する操舵アーム６１と操舵用シリンダ５１とを連結する連結機構６０を、「球面体」および「その周囲に係合する外包体」を有する球面軸受けで構成する。相対的に回動する連結箇所が１箇所だけになるので、ガタの低減およびメンテナンスの簡略化という点で有利である。【選択図】図５
2007008282.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
操舵軸（Ａ）回りに船外機（２）と一体的に回動する操舵アーム（６１）と、
船外機（２）のチルト軸（Ｂ）に対して平行姿勢を維持したまま、船外機（２）に近づいたり遠ざかったりするよう揺動可能に支持されたピストンロッド（５０）に沿って往復動する操舵用シリンダ（５１）と、
操舵アーム（６１）と操舵用シリンダ（５１）とを連結する連結機構（６０）と、
を備えていて、操舵用シリンダ（５１）の往復動により船外機（２）の向きを変える操舵機構であって、
上記連結機構（６０）は、
操舵アーム（６１）および操舵用シリンダ（５１）の一方に固定した球面体（７５）と、他方に固定されていて球面体（７５）の周囲に係合する外包体（８１）と、を有する球面軸受けで構成されていることを特徴とする、操舵機構。
【請求項２】
上記球面体（７５）または外包体（８１）は、中立位置にある操舵用シリンダ（５１）の長手方向中央位置と操舵軸（Ａ）とを結ぶ仮想線（Ｍ）に対して線対称な形状の連結部材（５５）を介して、操舵用シリンダ（５１）に固定されていて、かつ、当該連結部材（５５）上において、当該仮想線（Ｍ）上に位置していることを特徴とする、請求項１記載の操舵機構。
【請求項３】
操舵軸（Ａ）回りに船外機（２）と一体的に回動する操舵アーム（６１）と、
船外機（２）のチルト軸（Ｂ）に平行に保持されたピストンロッド（５０）に沿って往復動する操舵用シリンダ（５１）と、
操舵アーム（６１）と操舵用シリンダ（５１）とを連結する連結機構（１６０）と、
を備えていて、操舵用シリンダ（５１）の往復動により船外機（２）の向きを変える操舵機構であって、
上記連結機構（１６０）は、
操舵軸（Ａ）に直角な平面内で相対回動可能に、操舵アーム（６１）に連結されたロッド部材（１６１）と、
操舵用シリンダ（５１）に固定されていて、当該シリンダ（５１）の往復動方向に直交して延在する受入開口（１７２）を備えた連結部材（１７１）と、で構成されていて、
ロッド部材（１６１）が連結部材の受入開口（１７２）にスライド自在に嵌入されていることを特徴とする、操舵機構。
【請求項４】
上記連結部材の受入開口（１７２）は、中立位置にある操舵用シリンダ（５１）の長手方向中央位置と操舵軸（Ａ）とを結ぶ仮想線に沿って延在していることを特徴とする、請求項３記載の操舵機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、小型船舶の船外機の向きを制御する操舵機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１〜図３は、特許文献１に開示された船外機を示している。小型船舶１の後方部分に船外機２が取り付けられている。この船外機２は、油圧を利用した操舵機構５により、操舵軸Ａを中心として回動し、その向きを変える。また、チルト軸Ｂを中心として船外機２をチルトアップすることで、スクリュー部分３を水面上に移動させることができる。
なお、図１では操舵機構５を透視図的に示しているが、実際には、操舵機構５は、図１において船外機２の向こう側に存在する。
【０００３】
特許文献１では、操舵用シリンダ１０をピストンロッド１１に沿って往復動させることで、船外機２の向きを操作している。シリンダ１０は、回動プレート１３および操舵アーム１４を介して、船外機２に連結されている（図２）。油圧によりシリンダ１０が往復動すると、操舵アーム１４が回転駆動され、これにより船外機２の向きが変わる。
船外機２が向きを変えるとき、操舵アーム１４は、船外機２と一体的に回動する。回動プレート１３は、操舵アーム１４に対して回動可能に連結されており、操舵アーム１４が回動するとき、シリンダ１０を保持したまま左右に往復動する（図３）。
シリンダ１０は、シリンダアーム１０ａ、１０ｂにおいて回動プレート１３に連結されている。図３（ａ）の中央位置から図３（ｂ）の位置までシリンダ１０がスライド移動すると、回動プレート１３と操舵アーム１４との連結部２０がシリンダ１０から（図３中、上方へ）遠ざかる方向に移動する。このとき、シリンダ１０がピストンロッド１１回りに回転し、シリンダアーム１０ａ、１０ｂの部材長により、連結部２０の移動を吸収している。
【０００４】
以上のように、特許文献１では、シリンダ１０が回動プレート１３に対して回動可能に連結され（第１回動連結部）、回動プレート１３が操舵アーム１４に対して回動可能に連結されている（第２回動連結部）。
【０００５】
図４は、特許文献２に開示された同種の船外機操舵機構を示している。特許文献２では、ピストンロッド３０の長手方向に沿って油圧で往復駆動されるシリンダ３１が、第１回動連結部３２および第２回動連結部３３を介して、操舵アーム３５に連結されている。シリンダ３１が往復移動すると、船外機２は操舵軸Ａを中心として回動し、その向きを変える。
図４の中央位置からシリンダ３１がいずれか一方の端部へとスライド移動すると、第２回動連結部３３は、シリンダ３０から（船外機２に向かって）遠ざかる方向に移動する。このとき、シリンダ３１がピストンロッド３０を中心として回転するとともに、ピストンロッド３０がチルト軸Ｂを中心として回動することで、第２回動連結部３３の移動を吸収している。
【０００６】
【特許文献１】米国特許第５,９９７,３７０号明細書
【特許文献２】米国特許第５,０９２,８０１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特許文献１、２に開示された操舵機構においては、船外機と一体的に回動する操舵アームと、操舵用シリンダとが第１および第２の２つの回動連結部を介して連結されている。一般的に、回動連結部においては、２つの部材の相対回転運動が生じるので、当該連結部においてガタツキが生じ易い。また、当該船外機を備えた船舶を海で使用する場合には、回動連結部に海水中の塩分が付着して円滑な回動を妨げる（いわゆる、潮かみ）という問題が生じる。この問題は十分なメンテナンスを行うことで防止できるが、そのような連結部が２箇所に存在するのは好ましいことではない。
【０００８】
したがって、本発明の目的は、船外機の操舵機構において、駆動用シリンダと船外機との連結機構をシンプル化し、そのガタツキを低減するとともに、メンテナンス作業を容易にすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明により、以下の特徴を備えた船外機の操舵機構が提供される。
すなわち、本発明の操舵機構は、「操舵軸回りに船外機と一体的に回動する操舵アーム」と「船外機のチルト軸に対して平行姿勢を維持したまま、船外機に近づいたり遠ざかったりするよう揺動可能に支持されたピストンロッドに沿って往復動する操舵用シリンダ」と「操舵アームと操舵用シリンダとを連結する連結機構」とを備えていて、操舵用シリンダの往復動により船外機の向きを変える操舵機構である。そして、上記連結機構は、「操舵アームおよび操舵用シリンダの一方に固定した球面体」と「他方に固定されていて球面体の周囲に係合する外包体」とを有する球面軸受けで構成されている。
【００１０】
また、本発明により、「操舵軸回りに船外機と一体的に回動する操舵アーム」と「船外機のチルト軸に平行に保持されたピストンロッドに沿って往復動する操舵用シリンダ」と「操舵アームと操舵用シリンダとを連結する連結機構」とを備えていて、操舵用シリンダの往復動により船外機の向きを変える操舵機構が提供される。この操舵機構における連結機構は、「操舵軸に直角な平面内で相対回動可能に、操舵アームに連結されたロッド部材」と「操舵用シリンダに固定されていて、当該シリンダの往復動方向に直交して延在する受入開口を備えた連結部材」とで構成されていて、ロッド部材が連結部材の受入開口にスライド自在に嵌入されている。
【発明の効果】
【００１１】
上記のごとく、連結機構を球面軸受けで構成した場合には、船外機と操舵用シリンダとを１箇所の回動連結部のみで連結できるので、部材間のガタツキを最低限に抑えることができる。また、潮かみを防止するためのメンテナンスを要する回動連結部が当該１箇所だけとなる（すなわち、メンテナンス作業が簡単になる）。
【００１２】
また、上記のごとく、スライド自在に嵌入するロッド部材と受入開口とを利用して連結機構を構成した場合には、連結箇所は２箇所となるが、一方の連結箇所は、棒状のロッド部材を受入開口内に挿入してなる非常に簡単な構成とすることができる。また、受入開口の延在長を長くとることで、ガタツキを十分に小さくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の実施形態を添付の図面を参照して以下に詳細に説明する。
≪第１実施形態（図５〜図８）≫
【００１４】
図５は、本発明の第１実施形態に係る操舵機構を示す要部斜視図である。
船外機２は、ブラケット４１を介して船体に固定されており、チルト軸Ｂ回りにチルトアップ可能である。チルトアップの際、船外機２は、チルトチューブ４２を回動軸として上方に回動する。このとき、チルトチューブ４２自身は、その軸心回りに自転する。
ブラケット４１の両側には支持アーム４５が取り付けられていて、これら２本の支持アーム４５でピストンロッド５０を保持している。ピストンロッド５０は、チルト軸Ｂと平行に保持されている。また、両支持アーム４５は、チルト軸Ｂを中心として回動自在とされており、したがって、支持アーム４５が回動すると、ピストンロッド５０は、チルト軸Ｂに対する平行姿勢を維持したまま、船外機２に対して近づいたり、遠ざかったりするように揺動する。
【００１５】
ピストンロッド５０のほぼ中央部にはピストン(不図示)が固定されており、その外側に操舵用シリンダ５１を配置している。この結果、操舵用シリンダ５１内では、上記ピストンの両側に独立した２つのピストン室が形成されている。操舵用シリンダ５１の両端付近には、チーズジョイント５２、５３が配置されていて、それぞれが各ピストン室に連通している。チーズジョイント５２、５３に油圧ホース（不図示）を連結して、作動油を操舵用シリンダ５１内のピストン室に導くことで、図５中に矢印Ａ１、Ｂ１で示したように、操舵用シリンダ５１を左右に往復移動させることができる。
【００１６】
船外機２は、球面軸受けを利用した連結機構６０を介して操舵用シリンダ５１に接続されている。したがって、操舵用シリンダ５１の往復移動に伴って、船外機２の操舵を制御し、船の走行方向を制御することが可能となる。
【００１７】
≪第１実施形態における連結機構≫
図６は、図５中の矢印Ｃ方向から見た要部側面図であって、操舵アーム６１と操舵用シリンダ５１とを連結する連結機構６０を拡大して示している。
船外機２側から延在する操舵アーム６１には、固定ボルト７０およびナット７１を用いて球面体７５が固定されている。球面体７５は、カラー７６によって、操舵アーム６１の下表面から一定の間隔を隔てた位置に固定されている。
一方、操舵用シリンダ５１に固定した連結プレート５５には、軸受ケース８０が固定されている。この軸受ケース８０は、球面体７５の外周面側に係合する外包体８１を、その内部に保持している。つまり、外包体８１（レース）と球面体７５（ボール）とが球面軸受けを構成している。第１実施形態では、１つの球面軸受けによって、操舵アーム６１と操舵用シリンダ５１とを連結している点に特徴がある。
【００１８】
≪連結機構６０の動作≫
次に、図７および図８を参照して、操舵時における連結機構６０の動作を説明する。
図７（ａ）は、操舵用シリンダ５１が「中立位置」にある状態を、上方側から示した要部説明図である。また、図７（ｂ）は、同じく操舵用シリンダ５１が「中立位置」にある状態を、側方側から示した要部説明図である。
ここで「中立位置」とは、操舵用シリンダ５１がピストンロッド５０の長手方向の中央位置にある状態をいい、このとき、船外機２は船舶を直進させる方向を向く。
【００１９】
ピストンロッド５０に沿って操舵用シリンダ５１が往復移動すると、操舵アーム６１は、操舵軸Ａを中心として、船外機２と一体的に回動する。操舵用シリンダ５１が図７（ａ）の「中立位置」にあるとき、図７（ｂ）に示したように、操舵アーム６１と連結プレート５５とは互いに平行に位置している。
【００２０】
図５の斜視図に示した状態は、図７の「中立位置」に対応している。図５中、矢印Ａ１の方向に操舵用シリンダ５１がスライドすると、図８の状態となる。図８（ａ）は、操舵用シリンダが最も右側に移動した状態を示しており、図８（ｂ）は、その状態を側方側から示している。なお、操舵用シリンダ５１が図５中、矢印Ｂ１の方向にスライドすると、図示はしていないが、図８（ａ）と左右対称の状態となる。
【００２１】
図７（ａ）および図８（ａ）から分かるように、操舵用シリンダ５１がスライド移動するに伴って、操舵アーム６１と連結プレート５５とが相対的に回動する。このような相対回動の結果、操舵用シリンダ５１は、ピストンロッド５０に沿って直線的にスライド移動できる。
このような、操舵軸Ａに直交する面内における、操舵アーム６１と連結プレート５５との相対回動（第１の回動）は、連結機構６０を構成する球面軸受けによって実現される。
【００２２】
さらに、図７（ａ）と図８（ａ）とを比較すれば分かるように、操舵用シリンダ５１がスライド移動するに伴って、連結機構６０が図中上方側へと（すなわち、船外機２の側へと）遠ざかるように後退移動していることが分かる。
この後退移動に追従して、ピストンロッド５０が船外機２へ向かう方向に移動する（つまり、ピストンロッド５０上をスライド移動する操舵用シリンダ５１も船外機２へ向かう方向に移動する）。図５を参照して説明すると、次の通りである。
【００２３】
ピストンロッド５０を保持する支持アーム４５は、船外機２に対して、チルト軸Ｂ回りに揺動自在に取り付けられている。支持アーム４５がチルト軸Ｂ回りに揺動すると、操舵用シリンダ５１は、ピストンロッド５０とともに揺動して、船外機２に近づいたり、遠ざかったりする。
【００２４】
操舵用シリンダ５１が図５中、矢印Ａ１方向に移動すると、連結機構６０が操舵用シリンダ５１から船外機２側に向かって後退移動する。この後退移動に引っ張られて、ピストンロッド５０がチルト軸Ｂを中心として矢印Ａ２の方向に回動し、その結果として、操舵用シリンダ５１およびピストンロッド５０が船外機２に近づく方向に移動する。
このとき、ピストンロッド５０を支持する支持アーム４５は、チルト軸Ｂを中心として回動する。
【００２５】
図示はしていないが、操舵用シリンダ５１が図５中矢印Ｂ１方向にスライドする場合には、上記と同じ原理で、ピストンロッド５０が矢印Ｂ２方向に回動して、操舵用シリンダ５１が船外機２側に近づくように移動する。
【００２６】
操舵用シリンダ５１がピストンロッド５０とともに矢印Ａ２（あるいはＢ２）方向に回動すると、連結プレート５５は、図５に示される位置よりも下方側に向かって傾動することが分かる。
【００２７】
図８（ｂ）にはこのことが示されている。図８（ａ）は、「中立位置」から矢印Ａ１方向に操舵用シリンダ５１がスライドした状態を示しており、この状態を側方側から見たのが図８（ｂ）である。図８（ｂ）においては、図中右側に船外機２が位置している。
図８（ｂ）から分かるように、この状態においては、操舵プレート６１と連結プレート５５とが相対的に一定の角度を為している。
【００２８】
すなわち、図７（ｂ）と図８（ｂ）とを比較すれば分かるように、操舵用シリンダ５１がスライド移動する間に、操舵プレート６１と連結プレート５５とが、相対的に鉛直面内で回動している（第２の回動）。
このような第２の回も、上記第１の回動と同様、連結機構６０を構成する球面軸受けによって達成される。
【００２９】
以上のように、本発明の第１実施形態においては、第１の回動および第２の回動の両方が、１つの球面軸受けで達成されている。つまり、部材間の不要なガタツキが生じ、あるいは、潮かみを防止するためにメンテナンスが必要となる連結箇所が１箇所に集約されている。
【００３０】
以上に説明した第１実施形態では、球面軸受けを構成する球面体７５および外包体８１のうちの球面体７５が操舵プレート６１に固定され、外包体８１が連結プレート５５に（すなわち、操舵用シリンダ５１に）固定されている。しかし、これとは逆に、球面体７５を連結プレート５５に固定し、外包体８１を操舵プレート６１に固定してもよい。
また、操舵プレート６１を図示のものよりも長く構成して、球面体７５または外包体８１を操舵用シリンダ５１に直接固定すること（すなわち、連結プレート５５を省略すること）も可能である。
【００３１】
また、第１実施形態においては、連結プレート５５は、「中立位置」にある操舵用シリンダ５１の長手方向中央位置と操舵軸Ａとを結ぶ仮想線Ｍ（図７（ａ）参照）に対して線対称な形状とされている。そして、外包体８１は、そのような連結プレート５５上において、仮想線Ｍ上に配置されている。このような構成を採用することで、操舵機構全体が仮想線Ｍに対して線対称となるので、左右方向への操舵バランスが向上するというメリットがある。
なお、連結プレート５５の具体的な形状は、図示のものに限られず、仮想線Ｍに対して線対称であれば、適宜の形状を採用することができる。
【００３２】
≪第２実施形態（図９〜図１１）≫
次に、本発明の第２実施形態を説明する。第２実施形態の操舵機構は、上述の第１実施形態に対して、連結機構１６０の構成が実質的に異なっている。
【００３３】
図９は、第２実施形態の操舵機構を示す斜視図である。第１実施形態と同様の構成部分については、同一の参照数字を付して、その説明を省略する。
【００３４】
連結機構１６０は、操舵アーム６１に回動自在に取り付けられたロッド部材１６１と、操舵用シリンダ５１に固定された連結部材（ブロック）１７１とで構成されている。連結部材１７１は、操舵用シリンダ５１のスライド方向に直交して延在する受入開口１７２を備えていて、この受入開口１７２内に、ロッド部材１６１がスライド可能に嵌入される。
受入開口１７２内には、ロッド部材１６１が円滑にスライドできるように、樹脂製ブッシュを設けたり、潤滑剤を塗布する等、適宜の手段を施すことが好ましい。
【００３５】
図１０（ａ）は、操舵用シリンダ５１が「中立位置」にある状態を、上方側から示した要部説明図である。また、図１０（ｂ）は、同じく操舵用シリンダ５１が「中立位置」にある状態を、側方側から示した要部説明図である。
ロッド部材１６１は、１６５で示した連結箇所において、ボルトおよびナットを利用して、操舵軸Ａに直角な面内で回動自在に操舵アーム６１に取り付けられている。操舵用シリンダ５１が「中立位置」にあるとき、連結箇所１６５は、操舵用シリンダ５１に最も接近している。
【００３６】
図１１（ａ）は、操舵用シリンダ５１が「中立位置」から最も左側にスライド移動した状態を示している。また、図１１（ｂ）は、操舵用シリンダ５１が「中立位置」から最も右側にスライド移動した状態を示している。
【００３７】
操舵用シリンダ５１が「中立位置」から左右にスライド移動すると、それに伴って、連結箇所１６５は、操舵用シリンダ５１から船外機２側に向かって遠ざかる方向に後退移動する。
第２実施形態では、連結部材１７１の受入開口１７２内をロッド部材１６１がスライドすることで、連結箇所１６５の後退移動を吸収している。
【００３８】
第２実施形態では、第１実施形態とは異なり、部材が相対移動する連結箇所が２箇所存在する。すなわち、第１実施形態では、連結箇所は連結機構６０を構成する球面軸受けの１箇所のみであったが、第２実施形態では、「操舵アーム６１とロッド部材１６１との回動連結箇所１６５」と「ロッド部材１６１と連結部材１７１の受入開口１７２とのスライド嵌入箇所１６６」との２箇所である。
連結箇所が１つ少ないという点では、第１実施形態の方が優れている。しかしながら、第２実施形態では、各連結部の構造が単純であるという点で第１実施形態よりも優れている。すなわち、回動連結箇所１６５は、ボルトとナットによる単純な連結機構であり、また、スライド嵌入箇所１６６も、単に開口内に細長いロッドをスライド係合させた単純な構成である。
また、スライド嵌入箇所１６６は、受入開口１７２の延在長を長くとることで、当該嵌入部におけるガタツキを十分に小さくすることができる。
【００３９】
第２実施形態では、連結部材１７１に設けた受入開口１７２は、操舵用シリンダ５１が「中立位置」にあるときに、長手方向中央位置と操舵軸Ａとを結ぶ仮想線Ｍ（図１０（ａ）参照）に沿って延在している。このような構成を採用することで、操舵機構全体が仮想線Ｍに対して線対称となるので、左右方向への操舵バランスが向上するというメリットがある。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】特許文献１に開示された従来例を説明する斜視図。
【図２】特許文献１に開示された従来例を説明する要部斜視図。
【図３】特許文献１に開示された従来例を説明する要部説明図。
【図４】特許文献２に開示された従来例を説明する斜視図。
【図５】本発明の第１実施形態を示す斜視図。
【図６】第１実施形態における連結機構を説明する要部拡大斜視図。
【図７】図６の連結機構の動作を説明する説明図。
【図８】図６の連結機構の動作を説明する説明図。
【図９】本発明の第２実施形態を示す斜視図。
【図１０】第２実施形態における連結機構の動作を説明する説明図。
【図１１】第２実施形態における連結機構の動作を説明する説明図。
【符号の説明】
【００４１】
１  小型船舶
２  船外機
３  スクリュー
５  操舵機構
１０  操舵用シリンダ
１０ａ、１０ｂ  シリンダブロック
１１  ピストンロッド
１３  回動プレート
１４  操舵アーム
２０  連結部
３０  ピストンロッド
３１  操舵用シリンダ
３２  第１回動連結部
３３  第２回動連結部
３５  操舵アーム
４１  ブラケット
４２  チルトチューブ
４５  支持アーム
５０  ピストンロッド
５１  操舵用シリンダ
５２、５３  チーズジョイント
５５  連結プレート
６０  連結機構
６１  操舵アーム
７０  固定ボルト
７１  ナット
７５  球面体（ボール）
７６  カラー
８０  軸受ケース
８１  外包体（レース）
１６０  連結機構
１６１  ロッド部材
１６５  回動連結箇所
１６６  スライド嵌入箇所
１７１  連結部材
１７２  受入開口
【図１】
2007008282.tif 000003
【図２】
2007008282.tif 000004
【図３】
2007008282.tif 000005
【図４】
2007008282.tif 000006
【図５】
2007008282.tif 000007
【図６】
2007008282.tif 000008
【図７】
2007008282.tif 000009
【図８】
2007008282.tif 000010
【図９】
2007008282.tif 000011
【図１０】
2007008282.tif 000012
【図１１】
2007008282.tif 000013